工程货运索道工作索工况计算

1、索道工作索工况计算摘要：在地形复杂的山区进行输电线路工程的建设，如何确保物料的有效运输是 制约工程进度的主要问题。货运架空索道是目前解决物料运输最经济、最便捷的 方式之一。在索道架设的过程中，施工队往往为了赶工期而仅依靠经验架设，忽 视了对工作索的工况计算和校核，为索道的安全运行带来了一定隐患。本文通过 实例计算，希望能够对现场实际工作提供一些帮助。关键词：多跨单循环索道承载索牵引索返空索概述：本文以施工中应用较多的“多跨单循环索道”为研究对象，该型索道 适用于最大载重量不超过2t，中间支架不超过7个，每跨跨度不超过600m，全 长不超过3000m的远距离物料运输。本文仅针对多跨索道中最不利载

2、荷档的单件 运输展开计算。图1、多跨单循环索道运输现场布置示意图1-始端地锚；2-圆木支点；3-索道牵引机；4-承载索；5-返空索;6-牵引索；7-运输货车；8-支架；9-滑车；10-终端地锚工作索工况计算:多跨单循环索道工作索由承载索、牵引索、返空索组成。承载索是在运输过程中承载货车及物重的钢丝绳。一般采用同向捻“ 6X7 钢丝+1纤维芯”型钢丝绳，其公称抗拉强度按1670MPa计算，安全系数取2.7。牵引索是牵引货车在承载索上运行的钢丝绳。一般采用同向捻“6X19钢丝 +1纤维芯”型钢丝绳，公称抗拉强度仍为1670MPa，安全系数取4.5。返空索是承载空载货车重力的钢丝绳，其材质与承载索完

3、全相同，安全系数 同样取2.7。计算实例模型：现有一段三跨单循环索道，如图2所示，AB段跨度为100m、高差为80m； BC段跨度为400m、高差为100m； CD段跨度为150m、高差为50m。承载索取公称 直径中20mm的钢丝绳，牵引索取中10mm的钢丝绳，返空索取中14mm的钢丝绳。 索道最大单件载重质量为600kg。其工作索基本工况计算如下。图2实例断面示意图、承载索1、计算流程图确定承载索基本参数求最大载荷时的计算载荷求无载荷时最大档水平张力求最大载荷时最大档水平张力强度不合格求最大载荷时各支架支点处最大张力强度合格qL 2co smaxmax J2、计算及校核求最大载荷时的计算载荷

4、P计咐计 maxrP计K冲 X Pmax + 七 +k式中：K中冲击系数，取1.31；P车货车载荷重量，kN；P 最大载荷重量，kN；q牵引索每米自重，kN/m；牵Lmax最大档跨度，m；高差角，度;H根据图2，有tana = lbc =0.25，可推导出cos a =0.97，中10牵引索的自BC重q为3.62*10-3 kN/m,最大载重质量为600kg，即5.88kN，货车自重3kg，即牵0.03kN，于是有：P计max=1.31 x 5.88 + 0.03 +3.62 x 10-3 x 400)2 x 0.97 J=8.72kN（2）求无载荷时最大档的水平张力TaT F Laxa =

5、8S （承OSa0max式中：S 0中央弛度比，取0.05；中20承载索的自重q为13.72*10-3 kN/m，于是有:承13.72 x 10-3 x 400 =14.14kNa 8 x 0.05 x 0.97（3）求最大载荷时最大档的水平张力Tb利用如下状态方程求解:T2bTL q2S E L2 cosa3 T 承 承 承 maxmaxVq2 S E L2 cosa3承 承 承2 axmax24T201+土 q2L-承/qVmaxP+ l 计 maxmax式中：S承承载索截面积，cm2；E承承载索弹性模数，kN/cm2；由于承载索选用公称强度为1670MPa的钢丝绳，可知E承=167 kN

6、/cm2，中 20钢丝绳截面积为3.14cm2，于是有:T2bTb -14.14 -I13.722 x 10-6 x 3.14 x 167 x 4002 x 0.973)24 x 14.14213.722 x 10-6 x 3.14 x 167 x 4002 x 0.973243 x 8.7213.722 x 10-6 x 400r13.72 x 10-3 + k400 )T =24.54 kN求最大载荷时各支架支点处最大张力Tmax最大载荷时，各支架支点处张力为：计maxT=Z+七 H式中：H.承载索第i支支架支撑点到最大档低侧支架支撑点的高差，第i支支架较最大档低侧支架高度高时取正值，反之

7、取负值；于是有：T = f24.542 + 8.722 +13.72x 10-3 x 0 = 26.04kN （按照本例，第 1 支支架即为最 1大档低侧支架，因此高差为0）T =.侦 24.542 + 8.722 +13.72 x 10-3 x 100 = 27.41kN 2经比较，T = T = 27.41kN（5）承载索强度校核T根据公式丁破 K承校核 maxK承承载索安全系数，取2.7；式中：T破承载索额定破断拉力，kN；承载索选用公称强度1670MPa、公称直径中20钢丝绳，其额定破断拉力为 221kN，于是有:221一、=8.062.7，强度合格。 27.41即承载索选取中20钢丝

8、绳满足各项受力要求。二、牵引索1、计算流程图求最大载荷个数求牵引力求摩擦阻力强度不舍格求无载荷时水平张力求最大牵引力牵引索强度校核强度合格计直完成2、计算及校核求牵引载荷重量P牵q LP = P + P +牵 2 max牵 max 车 2max=5.88 + 0.03 +3.62 x 10-3 x 400 =6.63kN（2）求最大载荷个数NZN =_土， （结果舍尾取整）cos汽max已知tan a=T ab = 0.8，可得 cos a = 0.78 ； HYPERLINK l bookmark103 o Current Document 1 L 1001AB=T cd = 0.33,可得

9、 coSa = 0.95 ；于是有: HYPERLINK l bookmark106 o Current Document 3 L 1503CD HYPERLINK l bookmark118 o Current Document 400150+N = 0.78 0.97 .95 =1.69，所以最大载荷数为1。tan a100400AB =0.97（3）求牵引力T牵年T = P xN x&ina ）牵 牵i max由图2可知，sina最大，为0.63，于是有:1T 牵=6.63 x 1 x 0.63 = 4.18kN（4）求摩擦阻力T摩）imin摩擦系数，取0.05；序T摩 = K摩xP牵x

10、N xCosa式中：K摩由图2可知，Cosa最小，为0.78，于是有:1T 摩=0.05 x 6.63 x 1 x 0.78 = 0.26kN（5）求无载荷时水平张力T张q LT张=8 x1.5 H 花osa0max十3.62 x 10-3 x 400张=8 x 1.5 x 0.05 x 0.97 =.（6）求最大牵引力七maxT = T 牵 + T 摩 + T = 4.18 + 0.26 + 2.49 = 6.93kN（7）牵引索强度校核T根据公式t破 K牵校核，式中：maxT破牵引索额定破断拉力，kN；K大一牵引索安全系数，取4.5；牵引索选用公称强度1670MPa、公称直径中10钢丝绳，其额定破断拉力为 55.1kN，于是有:551 = 7.95 4.5，强度合格。6.93即牵引索选取中10